Stagno: caratteristiche, giacimenti e produzione
Lo stagno è un elemento chimico appartenente al Gruppo 14 e al 5° Periodo della tavola periodica, con una configurazione elettronica specifica. È presente sulla crosta terrestre in quantità molto limitate, circa lo 0.001%. Questo metallo è conosciuto da tempi antichi, utilizzato sin dall’età del bronzo, prima del 2000 a.C. Il suo minerale principale è la cassiterite (SnO2), che si trova in giacimenti granitici, rocce intrusive e depositi alluvionali.
Indice Articolo
Giacimenti di stagno
I principali giacimenti di stagno si trovano nel Sud-Est asiatico, dalla Thailandia alle isole del Borneo e della Malacca. Questi sono principalmente di origine alluvionale. Un’altra importante zona stannifera si trova in Bolivia, con giacimenti primari incassati in rocce dure e miniere sotterranee. Anche la Nigeria contribuisce alla produzione mondiale di stagno, con giacimenti simili a quelli del Sud-Est asiatico. Altre aree rilevanti si trovano nello Zaire, in Australia e in Inghilterra.
Produzione di stagno
La cassiterite estratta dalle miniere viene concentrata per levigazione grazie all’elevato peso specifico del minerale. Successivamente, il metallo viene estratto mediante arrostimento a circa 1000 °C per separarlo dallo zolfo, dall’arsenico e da altri elementi presenti nella cassiterite. Oltre a questi, il minerale può contenere anche antimonio, zinco, wolframite e scheelite. Il wolframio viene separato magneticamente, mentre la scheelite viene trattata con carbonato di sodio per estrarre il tungsteno. Infine, il minerale di stagno viene ridotto con carbone secondo la seguente reazione:
SnO2 + C → Sn + CO2
Ecco un’affascinante panoramica sullo stagno, dalle sue caratteristiche fondamentali ai principali giacimenti e al processo di produzione.
Produzione e Raffinazione dello Stagno
Per evitare la formazione di silicati stannosi, resistenti alla riduzione durante il processo di produzione dello stagno, si aggiunge ossido di calcio in eccesso che reagisce con la silice contenuta nella ganga per formare un silicato CaSiO3. Da questo processo si ottiene lo stagno greggio che può essere raffinato tramite elettrolisi in acido solforico diluito o per liquefazione. La liquefazione si basa sulla fusione dello stagno greggio a basse temperature per separare le leghe stagno-ferro e ferro-arsenico, che hanno punti di fusione più elevati rispetto allo stagno.
Metodi di Recupero
Dato l’alto prezzo dello stagno, è stato sviluppato un metodo per il recupero dei rottami di banda stagnata. Questi rottami vengono trattati con cloro secco per formare cloruro di stagno (IV), che può essere distillato. Il cloruro di stagno così ottenuto era precedentemente impiegato nella produzione del sale di Pink (NH4)2SnCl6, un esaclorostannato di ammonio rosa utilizzato come mordente per la seta. Oggi viene trasformato per idrolisi in biossido di stagno per essere utilizzato come la cassiterite naturale.
Proprietà e Applicazioni
Lo stagno ha numero atomico 50 e peso atomico 118.70. È l’elemento con il maggior numero di isotopi stabili. A seconda della temperatura, si presenta in tre forme cristalline: α Sn (grigio) → β Sn (bianco) → γ Sn. La forma stabile è lo stagno bianco, che è malleabile, duttile e può essere lavorato in lamine sottili. Al di sotto di una certa temperatura, lo stagno bianco si trasforma in stagno grigio, che è estremamente fragile. Lo stagno γ è di natura rombica.
Lo stagno è stabile all’aria, ma viene attaccato da acido cloridrico, acido solforico e acido nitrico diluiti secondo specifiche reazioni chimiche. Questo metallo è impiegato nella fabbricazione di contenitori per cibi sotto forma di banda stagnata, grazie alla sua resistenza agli acidi organici e agli alcali diluiti.
La banda stagnata viene preparata immergendo lamierini di ferro mordenzati in un bagno di stagno fuso. Questo processo può anche essere effettuato per via elettrolitica per un maggiore risparmio di metallo. Oltre alla produzione di bronzi e metalli antifrizione, lo stagno è impiegato come anticrittogamico, ad esempio nel composto TBTO (tris-n-butil ossido di stagno) utilizzato nelle industrie della carta, del legno e delle pitture sottomarine antivegetative.
